F(t) = f(t) + ig(t) (1) YIĞMA SONRASI SİSMİK NİTELEYİCİ ANALİZİ

Transkript

1 MTA Dergisi YIĞMA SONRASI SİSMİK NİTELEYİCİ ANALİZİ Zafer ÖZER* ve Turan KAYIRAN" ÖZ.- Hidrokarbon birikimleri bazen sismik veriye etki etmekte ve bu etkilerden yararlanılarak ekonomik değeri olanlar belirlenebilmektedir, Bu etkilerden en çok göze çarpanı ise genlikteki ani artımlardır. Hidrokarbon birikimleri yansımalarda yeterli değişimleri oluştururken, akustik empedanstaki değişimler bir çok sebepten oluşabilmektedir. Sismik veriden mümkün olan en çok bilgiyi sağlayabilmek için bütün özelliklerin incelenmesi ve kıyaslanması çabalan niteleyici analizlerinin temelini oluşturur. Öncelikli olarak genlik bilgisi ve diğer verilerden yararlanarak yoruma kolaylık sağlamak ve sismik veriyi daha ayrıntılı inceleyebilmek amacıyla sismik veri analizlerinden elde edilen her türlü bilgiye sismik niteleyiciler denilmektedir. Genlik, faz, frekans, polarite, hız bilgileri en kullanışlı olanlardır. Sismik niteleyiciler amaca göre anlık analizlerle ve yanal süreklilik ilişkilerinden, yığma öncesi ve sonrası, migrasyon öncesi ve sonrası, iki ve üç boyutlu sismik verilerden elde edilebilmektedir. Bu çalışmada, yığma sonrası çeşitli sismik niteleyiciler üretilmiş ve uygulamada ne gibi olanlar sağlayabileceği irdelenmiştir. Bunun için Trakya bölgesindeki iki boyutlu sismik veriden yararlanılmış jeolojiye daha uyumlu analizler elde edebilmek için veriye zaman migrasyonu işlemi yapıldıktan sonra niteleyici analizleri yapılmış ve normal kesitlere göre analizlerden elde edilebilecek bilgilerin yoruma yardımcı olacağı bu arada gaz içeren bir seviyenin daha açık bir biçimde belirlenebileceği gözlenmiştir. GİRİŞ Sismik veri analizlerinden elde edilen her türlü bilgiye sismik niteleyiciler denilmektedir. Sismik niteleyiciler, yoruma kolaylık sağlamak ve sismik veriyi daha ayrıntılı inceleyebilmek için kullanılmaktadır. Sismik niteleyiciler, amaca göre anlık analizlerle ve yanal süreklilik ilişkilerinden, yığma öncesi ve sonrası, migrasyon öncesi ve sonrası, iki boyutlu ve üç boyutlu sismik verilerden elde edilebilmektedir. Anlık niteleyiciler, sismik izin karmaşık bir sinyalin gerçel kısmı olarak ele alınmasıyla elde edilen karmaşık izden elde edilmektedir. Yansıma sismiğinde niteleyicilerin pratik uygulamaları Taner ve Sheriff (1977), Taner ve diğerleri (1979), Robertson ve Nogami (1984) tarafından gösterilmiştir. Bazı istatistiksel özellikler VVhite (1991) tarafından, geometrik niteleyicilerin kullanılışı ise Rijks ve Jauffred (1991) tarafından gösterilmiştir. Bu çalışmada TPAO Veri işlem Merkezindeki SRC-ATTRIB programı ve dokümanları (Taner, 1992) ile (Özer 1999) yüksek lisans tezinden yararlanılmıştır. Çalışmada Trakya bölgesindeki sismik veri üzerinde niteleyici analizleri uygulamaları yapılıp sonuçları irdelenmektedir. Niteleyiciler Birçok niteleyiciler sismik veriden oluşturulan analitik izin özelliklerinden elde edilmektedir. Çoğu niteleyicilerin sismikteki uygulamaları ve tanımları Taner (1992) tarafından gösterilmiştir. Burada, sadece bu çalışmadaki niteleyicilerden bahsedilecektir. Sismik veriden elde edilen analitik fonksiyon F(t), gerçel bileşen f(t), sanal bileşen g(t) ise, F(t) = f(t) + ig(t) (1) şeklinde gösterilirse buradan elde edilen niteleyiciler ve özellikler şöyle açıklanabilir. Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı Arama Grubu Veri işlem Müdürlüğü, Ankara Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Ankara,

2 \ 00 Zafer ÖZER ve Turan KAYIRAN Sismik iz zarf;.- Sismik iz zarfı gerçel ve sanal bileşen değerlerinin karelerinin toplamının kare köküdür ve toplam enerjiyi gösterir. Bu nedenle bu niteleyiciye yansıma gücü de denilmektedir. Verilerdeki yansıma olaylarının ayrıldığı yerlerde akustik empedans değişiminin büyüklüğünü göstermektedir. Yüksek yansıma enerjisi genellikle komşu kaya tabakaların büyük litolojik değişimleri olduğu durumlarda örneğin uyumsuzluklarda, yapı sınırlarında çökelme ortamlarındaki keskin değişimlerde oluşmaktadır. Yüksek yansıma enerjisi gaz etkisinin sebep olduğu durumlarda da oluşabilir. Tabakalardaki yanal kalınlık değişimleri yansımaları etkileyerek yansıma enerjisinde tedrici olarak yanal değişimler şeklinde kendini gösterecektir. Bu niteleyici, akustik empedans kontrastlarının görülmesinde, uyumsuzluk yüzeylerinin belirlenmesinde, yapı sınırlarının tespitinde, yığma işlemi öncesi uzaklık genlik ilişkisinin tespitinde, olası hidrokarbonların tespitinde, porozite değişimlerinin incelenmesinde yararlı olabilir. Sismik iz zarfı ikinci türevi.- Sismik iz zarfındaki analizlerde görülen yüksek enerjili zamanlarda zarfın tepesinin çözünürlüğünün bir ölçüsüdür ve zarfın en yüksek noktasını gösterir. Bu noktalar faz bilgisi olmadan asal ara yüzeyleri gösterir, zarftan daha yüksek ayrımlılığa sahiptir, yüzey sınırlarının belirlenmesinde faydalı olabilir. Anlık faz.-şeklinde tanımlanabilir. Bu niteleyici sismik verideki olayların devamlılığını göstermektedir ve genlik bilgisinden yoksundur. Yanal süreklilik ilişkisini, tabaka kalınlıklarının yavaş değişimi, yapısal şekillerin ayrıntılı görülmesini sağlayabilir. Anlık frekans, belirli yansıma yüzeylerinle belirli bilgiler verdiğinden, yani karakteristik bilgiler verebildiğinden faylarda yapıların nasıl devam ettiğini veya tabakalardaki değişimlein tespitinde, ince tabakalanmaların görülmesinde, porozite hakkında fikir sahibi olmaya ay kırıklarının tespitinde faydalı olabilir. jeoloji Trakya havzası, kuzeyden Istranca, batıian Rodop ve güneyden Menderes masifleri le çevrili bir tersiyer havzasıdır. Trakya havzası eski kristalin masiflerin bugünkü kalıntıları arasında sıkışmış bir çökelme havzasıdır. Havzada çökelimin orta Eosenin sonlarında başladığı düşünülmektedir. Bu havzada yer yer kapalı denizel ortamlar gelişmiştir. Buradaki hızlı çökelimden sonra Kuzey Anadolu fay sisteminin oluşturduğu sıkıştırıcı kuvveter bu fay sistemi ile derece açılar yapan pek çok sayıda yırtmaç fay sistemini ve bu sisteme paralel antiklinalleri oluşturmuştur. Trakya havzasının birimlerini petrol jeolojisi açısından iki ana grupta toplanmaktadır (Turgut ve diğerleri, 1983). l- Tersiyer öncesi birimler: Bunlar genellikle ekonomik temelleri oluşturan ofiyolitler, yeşil şistler topluluğu, magmatikler ve çok az miktarda üst kretase çökelleridir.!- Tersiyer çökelleri: Bunlar orta Eosenden Miyo-Pliosene kadar olan zaman aralığında çökelen ve kalınlıkları havza ortalarında 8000 m ye kadar ulaşan çökellerdir. Petrol jeolojisi açısından önemlidir.

3 YIĞMA SONRASI SİSMİK NİTELEYİCİ ANALiZi 101 A formasyonu, havzanın orta ve kuzey bölgesinde geniş alanlarda yüzeyleyen bu formasyon yatay durumlu ve bozulmamış (kırılmamış) olup, diğer formasyonları diskordanslı olarak örtmektedir. Pliyosen Kuvaterner yaşta olan formasyon, havza ortasındaki grabenler ve yarı grabenler içinde 1700 m ye varan bir çökelme birimi gösterse de normal olarak 500 m den daha kalın değildir. Bu tortular Tersiyer sonu kuvaterner başında KB-GD doğrultusunda gelişmiş olan genç grabenler içinde çökelmiştir. A formasyonu genel niteliği ile karasal bir ortamı temsil ettiği belirtilmektedir. B formasyonu, üst oligosen yaşındaki bu formasyon gri-yeşil şeyl, kiltaşı, miltaşı ve kömür ardalanmasmdan oluşmuştur. Litolojik özellikleri ile tamamen gölsel bir ortam olduğu belirtilmektedir. Kalınlığı değişim göstermekte ve havzanın güneyinde sonlanmaktadır. C formasyonu, hafif birtransgresyonla başlamış ve daha sonra regresyon safhasının devamı ile gelişmiş dolayısıyla deltayik, fluviyal ve gölsel ortamları temsil eden C formasyonu, kumtaşı, şeyl ve miltaşı ardalanmasmdan oluşmuştur. Bu formasyon üst oligosen yaşlı B formasyonu tarafından uyumlu olarak örtülmektedir. D formasyonu, alt ve orta oligosen yaşında olan bu formasyon gölsel ve sahil yakını ortamlarında çökelmiş ve yeşilimsi gri şeyllerden oluşup yer yer miltaşı ve tüf bantları içerdiği belirtilmektedir. Havzanın güney kısmında mostra veren bu formasyon 1000 m ye kadar varan bir kalınlığa sahiptir. C formasyonu ile uyumlu olarak örtülmüştür. Gerçek veri üzerinde analizler Bir sahadaki bütün veriye niteleyici analizleri genellikle uygulanmamaktadır. Saha hakkında genel bir fikir oluşturulduktan sonra hedef noktalar tespit edilip bu bölge ve bu bölgeye yakın bir alandaki verilerin analizlerinden faydalanılma yoluna hem zaman hem de pratiklik açısından gidilmektedir. Bu çalışmada jeolojik bilgi ile sismik niteleyicilerden elde edilen neticelerin karşılaştırılabilmesi için ayrıntılı jeolojik verilerin bulunduğu bir bölgede yoğunlaşılmıştır. Bu nedenle veri kalitesi nispeten iyi olan ve hidrokarbon üretimi yapılan Trakya havzasındaki iki boyutlu sismik veriler üzerinde çalışılmıştır (Özer ve diğerleri, 1998). Şekil 1 de bu bölgedeki zaman göçü işlemi yapılmış sismik yansıma verisi görülmektedir. Bu veri üzerinde niteleyici analizleri uygulanmıştır. Sismik veri analitik düzleme taşındıktan sonra gerçel ve sanal kısımlardan yararlanılarak yansıma gücü enerji niteleyicisi elde edilmiştir (Şek. 2). Yansıma gücünde yansıma enerjisi yüksek olan yerler kırmızı renkle genlikleri daha düşük olan yerler ise maviye uzanan bir renk yelpazesi şeklinde gösterilmiştir. Bu analizle kıvrımlanmadan dolayı oluşan faylar ayrıntılı olarak tespit edilip kesit üzerine işlenmiştir. Yüksek enerjili yerler daha kesif yapıları temsil edebileceğinden, burada kırmızı renkli yerler porozitenin düşük olduğu, mavi renkli yerler ise gevşek zeminleri dolayısıyla porozitenin daha yüksek olduğu yerlere işaret edebilir. Yanal olarak renk değişimleri gaz etkisinden meydana gelen parlak noktaları (bright spot) gösterebilir. Bu veriden elde edilen anlık faz niteleyicisinde değerler derece olarak gösterilmektedir. Burada sarı renk sıfır derece, 120 derece kırmızı, -120 derece mavi renkle temsil edilmektedir. Bu niteleyiciyle yapının geometrisi, antiklinal ve süreksizlik yüzeyinin tespitinde faydalanılmıştır. B formasyonunun A formasyonu ile örtüldüğü uyumsuzluk yüzeyi anlık faz niteleyicisinde oldukça açık bir şekilde takip edilebilmektedir (Şek. 3). Ancak antiklinalin kesite göre doğu kesimde fay ile kesilen düzlemden sonraki yansıma karakterleri kesin olarak korele edilememektedir. Bu korelasyon iz zarfı niteleyicisinden ve frekans niteleyicisindeki benzer

4 102 Zafer ÖZER ve Turan KAYIRAN anomaliler çakıştırılarak sağlanmıştır (Şek. 2 ve 4). Yansıma gücünün ikinci türevi niteleyicisindeki anomaliler zaman olarak yansıma gücündeki değerlerle beklendiği gibi birebir çakışmakta ve değişimler daha hassas olarak incelenebilmektedir. Burada B formasyonu ile C formasyonundaki anomaliler gazın etkisine işaret edebilir (Şek. 5). Anlık faz niteleyicisinde görülen antiklinalin apekslerindeki faz atlaması yanal litolojik değişimden veya gaz etkisinden olabilir. Burada antiklinalin apekslerinde özellikle B ve C formasyonlarının olduğu yerler ile diğer kısımlar arasında frekans niteleyicisinde görülen yanal değişimler dikkat çekmektedir. Anlık frekans niteleyicisinde düşük frekanslar mavi renkte yüksek frekanslar ise kırmızı renkte gösterilmektedir. Diğer niteleyicilerden görülen anomaliler frekans niteleyicisinde de görülmektedir.

5 YIĞMA SONRASI SİSMİK NİTELEYİCİ ANALİZİ 103

6 104 Zafer ÖZER ve Turan KAYIRAN

7 YIĞMA SONRASI SİSMİK NİTELEYİCİ ANALiZi 105 SONUÇLAR Bu çalışmada temel niteleyicilerin iki boyutlu veri üzerinde uygulamaları yapılıp sonuçlan irdelenmiştir. Uygulamalardan sismik niteleyicilerden elde edilen bilgiler ışığında, sismik kesitte aralarında ayrım görülmeyen olayların daha ayrıntılı incelenebileceği tespit edilmiştir. Uygulama yapılan alanın jeolojisi diğer bilgilerle kıyaslamak amacıyla ön bilgi olarak verilmiş ve ekonomik değeri olan alanlar tespit edilmiştir. Bu bilgiler B formasyonu ve C formasyonunun ekonomik değeri olduğunu göstermektedir. Niteleyici analizlerinden direkt olarak tam bir stratigrafik yorum çıkartılmasında jeolojik ön bilgi ve kuyu bilgisinden kullanarak yapılan analizler sonuca ulaşılmasında faydalı olmuştur. Sismik kesitte yapı takibinin zor olduğu kısımlarda özellikle yansıma gücü niteleyicisi analizinden yararlanarak antiklinalin doğudan ters bir fayla kesildiği kısımda yapının ne şekilde devam ettiği tespit edilmiştir. Anlık faz niteleyicisi analizinden B formasyonunun A formasyonu tarafından diskordan olarak örtüldüğü ayrıntılı olarak görülebilmektedir. Antiklinalin apekslerinde özellikle B ve C formasyonunun olduğu yerlerde niteleyici analizlerindeki belirtilen anomaliler gaz birikimi olduğuna işaret etmektedir. Faz ve frekans bilgisi ile yapının geometrik şekli ayrıntılı olarak tespit edilebilmekte ve yapıyla ilgili karakteristik bilgiler sağlanmaktadır. Yayına verildiği tarih. 27 Haziran 2000 DEĞİNİLEN BELGELER Özer, Z , Yığma sonrası sismik niteleyiciler: Yük. Lisans Tezi. Ankara Üniv. Fen Bilimleri Ens.. 79 s. Ankara.. Özkan, A. ve Akalın. F., 1998, Seismic attributes and their contribution to interpretation: Presented at the 12 th Petroleum Congress and Exhibition of Turkey in Ankara, Turkey. Rijks. E. J. H. ve Jauffred. J. C. E. M., Attribute extraction: An important application in any detailed 3D interpretation study: The Leading Edge, 10. no. 9, Robertson, J. D. ve Nogami, H.H., 1984, Complex seisrnic trace analysis of thin beds: Geophysics Taner. M.T., 1992, Attributes revisited (revised 1998): SRC-ATTRIB Program notes, Seismic Research Corporation. Houston. ve Sheriff. R. E., Application of amplitude. frequency and other attributes to Stratigraphie and hydrocarbon determination: in applications to hydrocarbon exploration. C. E. Payton. Ed.. AAPG Memoir 26: Tulsa. Am. Assn. Petroleum Geologists : Koehler, F. ve Sheriff, R.E., 1979, Complex Seismic trace analysis:geophysics, , Turgut. S.. Siyako, M. ve Dilki, A , Trakya havzasının jeolojisi ve hidrokarbon olanakları: Türkiye Jeoloji Kongresi Bülteni, VVhite. R. E , Properties of instantaneous attributes: The Leading Edge, 10. no